[發明專利]同軸式駕駛室穩定桿直徑的設計方法

有效

• 申請號: 201410567390.0
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104268357B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 周長城;于曰偉
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.同軸式駕駛室穩定桿直徑的設計方法，其具體設計步驟如下：

(1)駕駛室穩定桿系統側傾線剛度設計要求值K_wsR的計算：

根據穩定桿的懸置距離L_c，及穩定桿系統側傾角剛度的設計所要求值對駕駛室穩定桿系統側傾線剛度設計要求值K_wsR進行計算，即

(2)駕駛室穩定桿橡膠襯套徑向剛度K_x的解析計算：

根據橡膠套的內圓半徑r_a，外圓半徑r_b，長度L_x，彈性模量E_x和泊松比μ_x，對駕駛室穩定桿橡膠襯套的徑向剛度K_x進行計算，即

其中，

Bessel修正函數I(0,αr_b)，K(0,αr_b)，I(1,αr_b)，K(1,αr_b)，I(1,αr_a)，K(1,αr_a)，I(0,αr_a)，K(0,αr_a)；

(3)對同軸式駕駛室穩定桿系統的扭管的內、外徑d和D進行設計：

根據擺臂長度l₁，扭管的一半長度l₂，內、外徑之比k_d，材料的彈性模型E和泊松比μ，步驟(1)中計算所得到的K_wsR，及步驟(2)中計算得到的K_x，對同軸式駕駛室穩定桿系統的扭管的外徑D進行設計，即

根據設計所得到的扭管的外徑D，及內、外徑之比k_d，對同軸式駕駛室穩定桿的扭管的內徑d進行設計，即

d＝k_dD；

(4)同軸式駕駛室穩定桿系統剛度的驗算及ANSYS仿真驗證：

①根據擺臂長度l₁，扭管的一半長度l₂，彈性模型E和泊松比μ，及步驟(3)中所得到的扭管的內徑d和外徑D，對穩定桿的線剛度進行計算，即

根據計算得到的K_w，穩定桿的懸置距離L_c，步驟(2)中計算得到的K_x，對該穩定桿系統側傾線剛度驗算值K_wsT和側傾角剛度驗算值分別進行驗算，即

②在擺臂懸置位置處施加載荷F，且在不考慮駕駛室懸置彈簧剛度的情況下，根據①步驟中計算所得到的側傾線剛度驗算值K_wsT，對擺臂在懸置位置處的變形位移f_wsC進行計算，即f_wsC＝F/K_wsT；

根據穩定桿的懸置距離L_c，擺臂長度l₁，及擺臂在懸置位置處到最外端處之間的距離Δl₁，利用穩定桿系統變形及擺臂位移的幾何關系，計算得到：

擺臂最外端處的變形位移

駕駛室的側傾角度

駕駛室穩定桿系統側傾角剛度的驗證值

③利用ANSYS有限元仿真軟件，根據穩定桿系統的結構及材料特性參數，建立仿真模型，劃分網格，并在擺臂的懸置位置處施加與②步驟相同的載荷F，對穩定桿系統的變形進行ANSYS仿真，得到擺臂最外端處的變形位移f_wsA；

根據ANSYS仿真所得到的擺臂最外端處的變形位移f_wsA，擺臂長度l₁，擺臂在懸置位置處到最外端處之間的距離Δl₁，及穩定桿的懸置距離L_c，利用穩定桿系統變形及擺臂位移的幾何關系，計算得到：

擺臂懸置位置處的變形位移

駕駛室的側傾角度

駕駛室穩定桿系統側傾角剛度的ANSYS仿真驗證值

④將②步驟中計算得到的f_wsC、f_wsA、和的驗證值，與③步驟仿真計算所得到的f_wsC、f_wsA、和的ANSYS仿真驗證值進行比較，從而對所提供的同軸式駕駛室穩定桿直徑的設計方法的準確性及參數設計值的可靠性進行驗證。